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模 块 五 电子实用技术与应用电路,项目一固体语音录放器项目二人体感应照明开关项目三红外自动水龙头项目四电子音叉电路项目五高精度定时器项目六动态扫描数字时钟的制作,项目一固体语音录放器,本项目介绍的一种利用固体录音技术的语音录放电路就可满足这类要求。而且随着技术的进步，成本也大大降低，几年以前要二百多元的现在只要二十几元。其外围电路简单、体积小，很容易利用它开发其他的用品，扩展其用途。,活动一 电路简介,本电路采用的是台湾产的APR9301高音质单晶片语音录放集成电路。它有两种封装方式：一种是双列直插28脚；另一种是软封装，仍是28脚，但直接绑定在做好的印刷电路板上。本电路采用的是后一种。,APR9301集成电路内部方框图,APR9301的特点是：单段，可循环录放音；反复录音可永久保存信息；录音过程及放音结束有LED指示；操作简单，只需外接少量阻容元件、喇叭和单5V电源即可工作；可通过更换振荡电阻ROSC的大小来调节录放语音时间的长短变化，从20s可调到30s；自动省电低功耗，工作电流25mA，等待电流1A。完整的电路图，如图所示。,录音时，按下“REC”键,此时LED点亮指示，语音信号通过驻极体麦克风进入集成块,由闪存存储器贮存起来。第二次录音时，上次录入的信号将全部被覆盖掉。,放音时，按一下“PLAY”健，此时LED点亮指示，由集成电路内“设备控制”发出指令，模拟读电路从存储器中“读”出录音时“写”入的语音信号，经过耦合电容进入放大器将语音信号放大，然后从外接喇叭中放出声音来。放音过程中，再按一下“PLAY”键将中断放音。下次再放时又从头开始播放。,活动二 元器件选择与检测,1.电阻器 R152k（20s），67（24s），89k（30s）R21k、R310k、R410k、R51k、R6470k除R1是普通电阻，需用万用表欧姆挡检测外，其余的都是表面贴装元件，且已安装在印刷电路板上，故无需检测。2.电容器 C1104pF、C2104pF、C3104pF、C44.7F，10V、C547F，10V、C6100F，10V、C7104pF退耦电容C1，C2，C3（C7）是表面贴装元件且已贴装在板上，故无需检测。C4，C5，C6为电解电容。,3.二极管 VD为LED红色发光二极管。4.集成电路 IC为APR9301。5.其他 驻极体话筒为MIC驻极体话筒，开关为两个微动开关。,活动三 制作技术,1.印刷电路板为了能在其基础上开发多种新用途，固体语音录放器的印刷电路板采用双面电路板，其面积只有34mm22mm，而且部分阻容件还采用表面贴装元件，以提高元件密度、减小体积。为了提高可靠性、降低安装调试难度，表面贴装元件都已焊好，剩下的元件安装较简单，而且几乎不用调试。,2.安装与焊接 元件布置如图所示 焊接时要注意防止静电危害，最好待烙铁烧热后再拔下电源插头进行焊接。,3.检查与调试 焊接完毕后，先仔细检查各元件有无虚焊、假焊，然后将6V电源的正、负极引线连接到电源接线端子的连接头上，同样将喇叭的两根引线也连接到喇叭接线端子的连接头上。进行检查调试。,固体语音录放电路的应用范围很广，可用在很多领域。,活动四 扩展应用,项目二 人体感应照明开关,人体感应照明开关是利用人体体温产生的远红外线的能量去控制照明电路的一种开关。当有人进入感应范围，开关就自动接通电源，使照明灯泡点亮；当人离开后，则关闭电源，灯泡熄灭。,活动一 电路简介,人体感应照明开关的核心技术是应用了一只热释电远红外线传感器。当它检测到人体辐射出的远红外线后，就输出一个电压信号，此信号通过信号处理电路，然后触发晶闸管导通，从而使灯泡点亮。一旦人离开，在延时电路的作用下，晶闸管截止而使灯泡熄灭。,人体感应照明开关的方框图，如图 聚光系统并不是装在电路板上，而是安装在外壳上，它的作用是将远红外线能量聚集起来，并输入到热释电传感器。为了使照明开关在白天不工作，信号处理电路中加了一只光敏电阻CdS。这样虽然热释电传感器在白天能检测到人体辐射的远红外线，但由于光敏电阻在光照下阻值变得很大，使输出电路得不到所需的电压信号而不能开启照明灯泡。,人体感应照明开关电路图示,定时电路的作用是当人体离开后，照明灯泡经过多少时间即自动熄灭。当人体留在检测范围内活动时，定时电路不起作用。输出电路采用的是一只晶闸管。热释电传感器检测到的人体信号经过信号处理电路放大即可触发晶闸管导通，使照明灯泡发光。,活动二 元器件选择与测试,1.电阻器R110k（或22k）R22.4 M（或1M）R356kR41M（或15M）R522k R71M（或100k）R8680k R91MR1022k R11100k（或1M）R1222k R14100，除R14为12W外，其余均为18W。,2.电容器 C1100F，16V、C20.02F、C3100pF、C4100F，16V、C50.02F C622F，16V、C70.02F、C80.1F（或0.02F）C922F，16V、C100.22F（350V高压涤纶）C11100F，16V、C1222F，16V、C130.02F、C140.02F、C150.02F其中，C1，C4，C6，C9，C11，C12为电解电容器，C10为350V高压涤纶电容器，其余均为瓷片电容器。,3.可变电阻Rp11M、Rp2220k 4.二极管 VZ1是型号为Z9.1或Z12的稳压管；VD2VD4是型号为1N4004的二极管。5.光敏电阻 RZ为光敏电阻器。6.晶闸管 双向晶闸管V5，型号为菲利浦公司的BT134。,7.集成电路 集成电路IC为HT7610B，是专为人体远红外线感应照明开关设计的集成电路，为双列直插16脚。8.热释电传感器（PIR）电路采用的传感器是RE200B。9.其他 SW1为桥形电源开关250V，5A；SW2为单刀双掷开关，250V，5A。,活动三 制作技术,1.印刷电路板（PCB板）印刷电路板及元件布置如图。,2.零件安装与焊接 将所有元件及电源进线的铜接线柱按图要求焊接好。3.检查 重点检查电解电容器的极性有无接反，热释电传感器的三只引脚有无插错。4.其他 外壳安装时，要注意不要使菲涅耳镜片折坏、断裂；压环的四个塑料脚用烙铁稍稍一烫即可；喇叭形腔体的中心大孔要正对着热释电传感器，而旁边的孔则对着光敏电阻，要使光敏电阻器由此孔伸入腔内，而热释电传感器刚刚伸入即可。,5.通电调式 按图接好线，通电5min后可进行调试。在较暗环境下，用手遮挡感应开关，灯泡应发光。若要调节人离开后灯泡熄灭的延长时间，可调节Rp1，调节范围在30s60s之间。,活动四 扩展应用,此感应开关还可用作多路闪灯的感应开关，人来五颜六色的彩灯就开始跳跃、闪动，人走即灭。也可带动音乐IC、语言录放IC，人来了即接通，且可自动播放。亦可与电动机正、反转控制电路组合成自动门控制电路，实现人来自动开门，人走自动关门。,项目三 红外自动水龙头活动一 电路简介,红外自动水龙头的方框图如图，由六部分组成。具体电路如图。,红外线发射电路是由非门A、B及R1，Rp1，C1等构成的发射脉冲振荡器，振荡频率，约为5kHz。非门B输出的5kHz脉冲信号经非门C缓冲后作用于晶体三极管VT1的基极，经VT1进行功率放大后，驱动红外发光二极管VD1发出红外光脉冲。,VD2是红外光电二极管，当它受到红外光脉冲照射时，其电阻随红外光脉冲变化，且频率与红外光脉冲相同。VD3，VD4，C8将C7送来的具有一定幅值的交流信号进行整流和滤波，变为直流电压作用于VT3基极，VT3导通，通过VD5驱动晶闸管V导通，则进水电磁阀YV得电吸合放水。同时，发光二极管VD5也发光，指示出此刻的电路状态。,活动二 元器件选择与测试,1.电阻器 R110k、R2100k、R3470、R462k、R562k、R627k、R7470、R8100，1W金属膜 R92k、R10330k、R11150k、R121M、R13470、R14100kRp110k可调电阻、Rp21k、要检查与上述阻值是否相符。2.电容器 C13 900pF、C20.1F、C3470pF、C4470pF、C51 000pF、C60.1F、C71F、C810F，50V、C9100F，50V、C102F，400V风扇电容，C11220F，50V。也要检查检测其充放电性能。,3.二极管 VD1是型号为HG411的二极管；VD2是型号为HPT605C的二极管；VD3，VD4是型号为1N4148的二极管；VD5是红色发光二极管；VD6，VD7是型号为1N4007的二极管；VZ为6V9V，1W的硅稳压管。4.三极管 VT1，VT2，VT3均是型号为9013的三极管，100。5.晶闸管V 是型号为TLC336A的晶闸管。,6.集成电路IC 74HC04或CD4069等非门集成电路均可。7.进水电磁阀 YV是型号为DF-1的电磁阀或其他洗衣机用进水电磁阀。8.压敏电阻 MY是型号为10K391或10D391的压敏电阻。,活动三 制作技术,1.印刷电路及元件布置 印刷电路板及元件布置如图 示,2.元件安装与焊接 首先将元件按照先低后高、先小后大、先轻后重的原则，将元件都装在印刷电路板上。3.检查与调试 先轻轻摇动各元件，看有无虚焊、假焊，再进入调试。调整完毕，将电路板及反射式发射接收装置安装在外壳中，接上原自来水进水管，当有人洗手或用水时，水龙头便自动出水，离开时自动断水。4.整体安装 5.注意事项,由于电路采用电容器降压，电路板某些地方带有市电，调试安装时，人体不得触及，以免发生触电危险。电路要用绝缘材料封好，底面与底板要有一定距离，以防止进水。引至盒内的电源线，一定要用塑料槽板配线。6.扩展应用 本装置除了可在家庭、学校、医院及宾馆酒楼等处的水龙头安装以节约用水外，还可直接用于照明电路，如油画上的灯，只有人们走近灯才会亮，此时晶闸管驱动的不是电磁阀线圈而是直接接灯具了。,项目四电子音叉电路,电子音叉电路是利用集成电路及石英晶体等组成的振荡电路，能产生440Hz的国际标准A音，可作为乐队的校音器使用及用于声学实验等。,活动一 电路工作原理,图所示的电路是由12位二进制串行计数器分频器CC4040、六反相缓冲变换器CC4049及三极管VT构成的电子音叉电路。,电路中，由集成电路CC4049的IC2A门及石英晶体等组成电容三点式晶体振荡器，振荡频率为1MHz（由石英晶体决定），用微调电容C2可进行频率微调（1MHz120Hz）以校准频率。,活动二 元器件选择与测试,1.电阻器 R12M、R21k、R310k、R4200、R5200以上电阻均选用14W的金属膜电阻。2.电容器 C122pF、C220pF（调整后确定）C31 000F、C41 000F、C1，C2为高频陶瓷电容，C3，C4为电解电容。3.晶体管 VT1应选择NPN型硅材料三极管，型号为9013；VT2可选择PNP型硅材料三极管，型号为9012。VD1VD5均选用1N4148的硅开关二极管。,4.集成电路 IC1是型号为CC4040的六反相缓冲变换器。IC2是型号为CC4049的12位二进制串行计数器分频器。5.其他 JT选用1MHz的石英晶体。B选用8，0.25W扬声器。,活动三 电路制作,1.印刷电路及元件布置 印刷电路板及元件布置如图。,2.电路安装 该电路采用CMOS集成电路CC4040（12位二进制串行计数器分频器）作为分频电路的核心元件。12个输出端，电路只需用到Q1、Q6、Q7、Q8、Q11、Q12等输出端，剩余输出端可以悬空电路中的C2为校准电容。,活动四 扩展应用,本电路可作为标准的音源（440Hz的国际标准A音）使用，如可用作乐队校准乐器或物理声学试验的标准音源。也可作为电子琴的部分音源使用。电子音叉还可以作为声纳系统的声源来使用。还可以产生噪音信号，噪音可以用来除草、驱虫等。,项目五 高精度定时器,高精度数字定时控制器是主要用于控制电器设备工作时间延时的装置。该电路具有性能稳定、定时精度高、可调定时间范围宽及功耗低等优点。定时范围为15min135min，可按个人需要而设置延时时间。,活动一 电路工作原理,如图所示电路,活动二 元器件选择与测试,1.电阻器 R110M、R21k、R3100k、R4100k、R5100k、R65.6k、R71k以上电阻均选用14W金属膜电阻。2.电容器 C1535pF、C235pF、C32.2F、C41 000F、C50.022F、C60.022F、C7100F、C1为微调电容器；C2、C5，C6为瓷片电容器；C3，C4，C7为电解电容器。3.二极管 VD1VD6均选用1N4148硅开关二极管，VD7是型号为1N4001的二极管，LED为发光二极管，U为四只整流二极管或整流硅桥。,4.三极管 VT是型号为8550的PNP型硅材料晶体三极管。5.集成电路 IC1是型号为CC4060的14位二进制异步串行计数器分频器和振荡器，IC2是型号为CC4040的12位二进制串行计数器分频器，IC3是型号为CC4001的四2输入端或非门集成电路，IC4是型号为CC4017的十进制计数器脉动分配器，IC5是型号为LM7809的三端集成稳压器。,6.其他 JT是频率为32 768Hz的石英晶体；J是9V小型继电器；T为220V12V，10W电源变压器；SW为单刀九掷转换开关；SB为按钮开关；FU1为2A保险丝，FU2为500mA保险丝。,活动三 电路制作,1.印刷电路及元件布置 印刷电路板及元件布置如图,2.电路安装与调试 在该电路中，采用的是CMOS集成电路CC4060、CC4040、CC4017、CC4001等元件，这些集成电路有的只用部分输出端，剩余输出端全部悬空。所有元器件及电源进线的接线柱按图要求焊接好，电路只要连接无误，就能达到预期的效果。,活动四 扩展应用,本电路可直接用于控制照明灯、音响、电视机等电器的定时控制，能在达到设定好的时间后实现自动关闭电源。电路中设定的延时时间为15min一组，实际上延时时间可以根据需要进行调整。改变CC4040的各输出的组合的分频数，就可改变延时时间。,项目六 动态扫描数字时钟的制作,动态扫描数字时钟是一种利用数字显示的计时装置。动态扫描数字时钟具有扫描显示电路功耗低、显示器件寿命长、计时准确及无传动装置等优点，它优于一般的静态数字时钟，可用于公共场所的大型数字时间显示，以及家庭、个人的计时。,活动一 工作原理,图示为动态扫描数字时钟电路原理图。按其功能可分为五个部分，包括1Hz信号发生、计数、译码、动态扫描显示、调时和调分控制等部分。1.1Hz信号发生电路 这部分电路由CC4060和CC4040这两块CMOS集成电路，以及419MHz晶体振荡器组成。从CC4040的5脚输出1Hz信号，1脚输出50Hz信号，3脚输出100Hz信号。2.计数电路 电路由三片CC4518和一片,CC4081组成，CC4518是十进制BCD码计数器。秒、分、时计数分别用一片CC4518和一片与门构成六十进制或二十四进制的计数电路，其计数信号经过控制电路向上传递。3.四个位动态扫描电路两片CC4539和一片CC4555构成。CC4539是双四选一电路，CC4555是双四路数据分配器。4.译码、驱动、显示部SM420564型芯片是四位共阴极LED动态数码显示器，其段驱动电流为510 mA，故可由CC4543七段译码器直接驱动。,5.控制部分 控制部分即为调整分和时的电路。只要按住调时按钮，显示器上的分（时）显示数字就会不断地加1，每秒加一次。当加的数字到位后松开按钮即调整完毕。调整电路由双与或非门（CC4085）、非门、按钮、电阻、电容组成。,活动二 元器件选择与测试,1.电阻器 R120、R220、R320、R420、R520、R620、R720、R820、R94.7k、R104.7k、R112.2M以上电阻均用14W金属膜电阻器。2.电容器 C130pF、C230pF、C31F、C41F、C1，C2采用高频瓷介电容器；C3，C4采用电解电容器。3.集成电路 IC1是型号为CC4060的14位异步二进制串行计数器分频器和振荡器；,IC2是型号为CC4040的12位二进制串行计数器分频器；IC3是型号为CC4085的双2-2输入端与或非门；IC4，IC5，IC6是型号为CC4518的双十进制（BCD码）同步加法计数器；IC7，IC8是型号为CC4539的双四路数据选择器；IC9是型号为CC4049的六反相缓冲变换器；IC10是型号为CC4555的双二进制4选1译码器分离器；IC11是型号为CC4543的BCD-锁存7段译码驱动器；IC12是型号为CC4081的四2输入端与门集成电路。,4.其他 SM420564是四位共阴极LED动态数码显示管；JT选用419MHz的石英晶体；SB1，SB2为按钮开关。,活动三 电路制作,1.印刷电路及元件布置 制作电路时，可参考所示的印刷电路板及元件布置图。,2.电路安装 本电路虽较为复杂，但结构紧凑，几片集成块几乎都已物尽其用。集成块的外围元件少，整个电路可安装在一块印刷电路板上。装配时只要元件位置插放正确、无虚焊，不需调试即可一次成功。,活动四 扩展应用,电路中选用的四位共阴极LED动态数码显示管字迹显示太小，还可以将显示部分换为较大型的共阴极LED数码显示管，其驱动电流为1020mA，只要改动驱动电路就可实现上述目的。电路做好，调试成功后，选择合适的盒子，或直接装进画框，摆放在书桌上成为装饰品。,元件测试,各种元件的测试方法图。,